【摘要】：鋼絲繩的損傷與失效行為直接關系到鋼絲繩使用的安全性、可靠性與技術經濟性,長期以來一直是人們關注和研究的熱點。隨著起重貨載單元的不斷增加,在起重機械鋼絲繩傳動系統(tǒng)中,雙折線式多層卷繞方式得到了越來越廣泛的使用。在雙折線式多層卷繞中,鋼絲繩的失效行為表現(xiàn)、損傷機理及各使用條件對鋼絲繩使用壽命的影響規(guī)律等問題,目前尚未有明確的研究結論,更沒有試驗論證依據。因此,本文采用理論分析與試驗研究相結合的方法,對雙折線式多層卷繞鋼絲繩的失效行為與損傷機理進行研究,旨在掌握雙折線式多層卷繞鋼絲繩失效行為規(guī)律,并探索鋼絲繩損傷機理。 鋼絲繩的復雜構造決定了其損傷、失效行為與使用條件密切相關。論文通過對鋼絲繩雙折線式多層卷繞特征的研究,提出將鋼絲繩在卷筒上的排列分為“金字塔”形、軸線交叉“X”形及“斜楔”式三種排列形式,并利用彈性接觸理論分別對三種排列形式鋼絲繩的接觸力學行為進行了分析；在此基礎上,采用定量與定性結合的分析方法,重點對雙折線式多層卷繞過程中鋼絲繩的磨損與彎曲疲勞損傷進行了理論分析。分析結果表明：鋼絲繩卷繞過程的受力情況、磨損損傷程度與鋼絲繩在卷筒上的卷繞位置及排列形式密切相關：鋼絲繩反復彎曲工作時的彎曲直徑D是影響彎曲疲勞損傷大小的主要因素。 鋼絲繩損傷與失效問題的復雜性,使其研究方法一般建立在理論分析與試驗研究相結合的基礎上。因此,論文針對起重機械鋼絲繩工作特點,在對比、總結國內外現(xiàn)有鋼絲繩試驗裝置優(yōu)、缺點的基礎上,研究開發(fā)了能模擬起重機鋼絲繩雙折線式多層卷繞實際作業(yè)工況的多層卷繞鋼絲繩-滑輪磨損試驗裝置。并利用此試驗裝置,選取潤滑油脂性能、滑輪直徑這兩個因素為考察對象,進行兩組雙折線式多層卷繞鋼絲繩失效對比試驗。 鋼絲繩的失效行為規(guī)律是其使用條件合理選配的重要依據。論文通過分析、對比不同性能潤滑油脂與不同滑輪直徑下兩組鋼絲繩失效試驗結果,對雙折線式多層卷繞鋼絲繩失效形式、斷絲分布與發(fā)展規(guī)律、鋼絲繩磨損量變化特征及潤滑油脂性能與滑輪直徑對鋼絲繩使用壽命的影響等進行了深入的研究。研究結果表明：雙折線式多層卷繞鋼絲繩的失效形式為外層絲斷絲；斷絲分布及鋼絲繩磨損量變化與鋼絲繩在卷筒中的卷繞位置密切相關；對于試驗中選用的兩種潤滑油脂而言,潤滑油脂性能對雙折線式多層卷繞鋼絲繩使用壽命無明顯影響；滑輪-鋼絲繩直徑比則對鋼絲繩使用壽命有顯著影響。 雙折線式多層卷繞鋼絲繩的失效過程其實質為繩中斷絲出現(xiàn)與發(fā)展的過程。論文通過對雙折線式多層卷繞鋼絲繩斷絲部位及斷絲斷口進行形貌分析,分別探討了鋼絲繩外層絲與繩芯鋼絲的斷裂行為與斷裂機理。分析結果表明：雙折線式多層卷繞中,鋼絲繩外層絲斷裂主要是卷繞過程中鋼絲受擠壓產生的塑性變形、繩圈間摩擦滑動引起的磨損及疲勞累積損傷的共同作用結果,而繩芯鋼絲斷裂則是微動磨損損傷影響下的疲勞破壞。
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TH21

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 陳洪玉;張鶴;徐文娟;;礦井提升鋼絲繩磨損原因的分析[J];表面技術;2009年02期

2 惠紀莊;孫德仕;鄒亞科;;Miner線性累計損傷理論在汽車試驗場可靠性試驗強化系數(shù)研究中的應用[J];工程設計學報;2008年04期

3 唐迪石;試析起重機用鋼絲繩的損傷及防治[J];港口裝卸;1999年02期

4 王宏武;魏發(fā)孔;;鋼絲繩承載受力特性分析及計算[J];甘肅科技;2007年09期

5 徐文娟;陳洪玉;李廣錄;趙存友;;斜井提升鋼絲繩磨損機理分析[J];黑龍江科技學院學報;2008年06期

6 尚永春，姚宗州;淺談彎曲疲勞對鋼絲繩壽命的影響[J];海洋技術;1996年01期

7 王桂蘭,趙瑞敏,孫建芳,張海鷗;基于微分幾何學的鋼絲繩結構CAD[J];華中科技大學學報(自然科學版);2003年06期

8 Cris Seidenather;鄒十踐;;折線繩槽卷筒——卷筒設計是進行平滑提升作業(yè)的關鍵[J];建設機械技術與管理;2006年01期

9 孫曄;;起重機用鋼絲繩使用壽命的探討[J];建設機械技術與管理;2008年02期

10 李麗,孫晶,趙爽;起重機用鋼絲繩使用壽命影響因素分析[J];吉林建筑工程學院學報;2004年03期

，

本文編號：2659152